ວິທີການບັນລຸການຈັບຄູ່ impedance ຂອງ waveguides?ຈາກທິດສະດີສາຍສົ່ງໃນທິດສະດີເສົາອາກາດ microstrip, ພວກເຮົາຮູ້ວ່າຊຸດທີ່ເຫມາະສົມຫຼືສາຍສົ່ງຂະຫນານສາມາດຖືກເລືອກເພື່ອບັນລຸການຈັບຄູ່ impedance ລະຫວ່າງສາຍສົ່ງຫຼືລະຫວ່າງສາຍສົ່ງແລະການໂຫຼດເພື່ອບັນລຸການສົ່ງໄຟຟ້າສູງສຸດແລະການສູນເສຍການສະທ້ອນຕ່ໍາສຸດ.ຫຼັກການດຽວກັນຂອງການຈັບຄູ່ impedance ໃນສາຍ microstrip ໃຊ້ກັບການຈັບຄູ່ impedance ໃນ waveguides.ການສະທ້ອນໃນລະບົບ waveguide ສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຂອງ impedance.ໃນເວລາທີ່ການເສື່ອມສະພາບຂອງ impedance ເກີດຂຶ້ນ, ການແກ້ໄຂແມ່ນຄືກັນກັບສໍາລັບສາຍສົ່ງ, ນັ້ນແມ່ນ, ການປ່ຽນແປງຄ່າທີ່ກໍານົດໄວ້ impedance lumped ແມ່ນຖືກຈັດໃສ່ໃນຈຸດທີ່ຄິດໄລ່ລ່ວງຫນ້າໃນ waveguide ເພື່ອເອົາຊະນະຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງ, ດັ່ງນັ້ນການກໍາຈັດຜົນກະທົບຂອງການສະທ້ອນ.ໃນຂະນະທີ່ສາຍສົ່ງໃຊ້ impedances lumped ຫຼື stubs, waveguides ໃຊ້ຕັນໂລຫະຂອງຮູບຮ່າງຕ່າງໆ.
ຮູບພາບ 1: irises waveguide ແລະວົງຈອນທຽບເທົ່າ, (a) Capacitive; (b) inductive; (c) resonant.
ຮູບທີ 1 ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະເພດຂອງການຈັບຄູ່ impedance ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເອົາຮູບແບບໃດໆທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນແລະສາມາດເປັນ capacitive, inductive ຫຼື resonant.ການວິເຄາະທາງຄະນິດສາດແມ່ນສັບສົນ, ແຕ່ຄໍາອະທິບາຍທາງດ້ານຮ່າງກາຍບໍ່ແມ່ນ.ພິຈາລະນາແຖບໂລຫະ capacitive ທໍາອິດໃນຮູບ, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າທ່າແຮງທີ່ມີຢູ່ລະຫວ່າງຝາເທິງແລະລຸ່ມຂອງ waveguide (ໃນໂຫມດເດັ່ນ) ໃນປັດຈຸບັນມີຢູ່ລະຫວ່າງສອງດ້ານຂອງໂລຫະທີ່ໃກ້ຊິດ, ດັ່ງນັ້ນ capacitance ແມ່ນ. ຈຸດເພີ່ມຂຶ້ນ.ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຕັນໂລຫະໃນຮູບ 1b ອະນຸຍາດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າທີ່ມັນບໍ່ໄຫຼກ່ອນ.ຈະມີກະແສກະແສໄຟຟ້າຢູ່ໃນຍົນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ປັບປຸງກ່ອນຫນ້ານີ້ເນື່ອງຈາກການເສີມຂອງຕັນໂລຫະ.ດັ່ງນັ້ນ, ການເກັບຮັກສາພະລັງງານເກີດຂື້ນໃນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແລະ inductance ໃນຈຸດນັ້ນຂອງ waveguide ເພີ່ມຂຶ້ນ.ນອກຈາກນັ້ນ, ຖ້າຮູບຮ່າງແລະຕໍາແຫນ່ງຂອງວົງແຫວນໂລຫະໃນຮູບ c ໄດ້ຖືກອອກແບບຢ່າງສົມເຫດສົມຜົນ, reactance inductive ແລະ capacitive reactance ທີ່ນໍາສະເຫນີຈະມີຄວາມເທົ່າທຽມກັນ, ແລະຮູຮັບແສງຈະເປັນ resonance ຂະຫນານ.ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າການຈັບຄູ່ impedance ແລະ tuning ຂອງໂຫມດຕົ້ນຕໍແມ່ນດີຫຼາຍ, ແລະຜົນກະທົບ shunting ຂອງໂຫມດນີ້ຈະມີຫນ້ອຍ.ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໂຫມດຫຼືຄວາມຖີ່ອື່ນໆຈະຖືກຫຼຸດລົງ, ດັ່ງນັ້ນວົງແຫວນໂລຫະ resonant ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນທັງຕົວກອງ bandpass ແລະຕົວກອງຮູບແບບ.
ຮູບທີ 2:(a)waveguide posts;(b) two-screw matcher
ອີກວິທີໜຶ່ງໃນການປບັແມ່ນໄດ້ສະແດງຢູ່ຂ້າງເທິງ, ບ່ອນທີ່ເສົາໂລຫະເປັນຮູບທໍ່ກົມຂະຫຍາຍຈາກດ້ານໜຶ່ງຂອງຂ້າງກວ້າງເຂົ້າໄປໃນທາງຄື້ນ, ມີຜົນກະທົບຄືກັບແຖບໂລຫະໃນແງ່ຂອງການໃຫ້ປະຕິກິລິຍາທີ່ເປັນກ້ອນຢູ່ຈຸດນັ້ນ.ເສົາໂລຫະສາມາດເປັນ capacitive ຫຼື inductive, ຂຶ້ນກັບວິທີການໄກທີ່ມັນຂະຫຍາຍເຂົ້າໄປໃນ waveguide.ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ວິທີການຈັບຄູ່ນີ້ແມ່ນວ່າເມື່ອເສົາໂລຫະດັ່ງກ່າວຂະຫຍາຍອອກເລັກນ້ອຍເຂົ້າໄປໃນ waveguide, ມັນສະຫນອງ capacitive susceptance ຢູ່ໃນຈຸດນັ້ນ, ແລະຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງ capacitive ເພີ່ມຂຶ້ນຈົນກ່ວາ penetration ແມ່ນປະມານຫນຶ່ງສ່ວນສີ່ຂອງຄວາມຍາວຄື່ນ, ໃນຈຸດນີ້, resonance ຊຸດເກີດຂຶ້ນ. .ການເຈາະເຂົ້າໄປຕື່ມອີກຂອງເສົາໂລຫະສົ່ງຜົນໃຫ້ຄວາມອ່ອນໄຫວ inductive ໄດ້ຖືກສະຫນອງໃຫ້ເຊິ່ງຫຼຸດລົງຍ້ອນວ່າການແຊກຊຶມຈະສົມບູນຫຼາຍຂຶ້ນ.ຄວາມເຂັ້ມຂອງ resonance ໃນການຕິດຕັ້ງຈຸດກາງແມ່ນອັດຕາສ່ວນກົງກັນຂ້າມກັບເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຖັນແລະສາມາດນໍາໃຊ້ເປັນຕົວກອງ, ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນກໍລະນີນີ້ມັນຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວກອງຢຸດແຖບເພື່ອສົ່ງຮູບແບບຄໍາສັ່ງທີ່ສູງຂຶ້ນ.ເມື່ອປຽບທຽບກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ impedance ຂອງແຖບໂລຫະ, ປະໂຫຍດທີ່ສໍາຄັນຂອງການນໍາໃຊ້ posts ໂລຫະແມ່ນວ່າພວກເຂົາເຈົ້າແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະປັບ.ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ສອງ screws ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເປັນອຸປະກອນປັບເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການຈັບຄູ່ waveguide ປະສິດທິພາບ.
ການໂຫຼດຕ້ານທານ ແລະເຄື່ອງອັດລົມ:
ເຊັ່ນດຽວກັນກັບລະບົບສາຍສົ່ງອື່ນໆ, waveguides ບາງຄັ້ງຕ້ອງການການຈັບຄູ່ impedance ທີ່ສົມບູນແບບແລະການໂຫຼດ tuned ເພື່ອດູດເອົາຄື້ນທີ່ເຂົ້າມາຢ່າງເຕັມສ່ວນໂດຍບໍ່ມີການສະທ້ອນແລະບໍ່ມີຄວາມຖີ່ຂອງຄວາມຖີ່.ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຫນຶ່ງສໍາລັບ terminals ດັ່ງກ່າວແມ່ນເພື່ອເຮັດໃຫ້ການວັດແທກພະລັງງານຕ່າງໆໃນລະບົບໂດຍບໍ່ມີການຕົວຈິງ radiating ພະລັງງານໃດໆ.
ຮູບ 3 waveguide resistance load(a)single taper(b)double taper
ການຢຸດເຊົາການຕໍ່ຕ້ານທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນພາກສ່ວນຂອງ lossy dielectric ຕິດຕັ້ງຢູ່ໃນຕອນທ້າຍຂອງ waveguide ແລະ tapered (ມີປາຍຊີ້ໄປຫາຄື້ນທີ່ເຂົ້າມາ) ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການສະທ້ອນ.ຂະຫນາດກາງທີ່ສູນເສຍນີ້ອາດຈະຄອບຄອງຄວາມກວ້າງທັງຫມົດຂອງ waveguide, ຫຼືມັນອາດຈະຄອບຄອງພຽງແຕ່ສູນກາງຂອງປາຍຂອງ waveguide, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3. taper ສາມາດເປັນ taper ດຽວຫຼື double taper ແລະປົກກະຕິແລ້ວມີຄວາມຍາວຂອງ λp/2, ມີຄວາມຍາວທັງໝົດປະມານສອງຄວາມຍາວຄື່ນ.ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເຮັດດ້ວຍແຜ່ນ dielectric ເຊັ່ນແກ້ວ, ເຄືອບດ້ວຍຮູບເງົາກາກບອນຫຼືແກ້ວນ້ໍາຢູ່ດ້ານນອກ.ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີພະລັງງານສູງ, terminals ດັ່ງກ່າວສາມາດມີເຄື່ອງລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມໃສ່ນອກຂອງ waveguide ໄດ້, ແລະພະລັງງານທີ່ສົ່ງກັບ terminal ສາມາດ dissipated ຜ່ານຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນຫຼືໂດຍຜ່ານການບັງຄັບໃຫ້ອາກາດເຢັນ.
ຮູບທີ່ 4 ເຄື່ອງອັດລົມທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້
ເຄື່ອງ attenuators Dielectric ສາມາດຖອດອອກໄດ້ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 4. ວາງຢູ່ກາງ waveguide, ມັນສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄປຂ້າງຫນ້າຈາກສູນກາງຂອງ waveguide, ບ່ອນທີ່ມັນຈະສະຫນອງການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງທີ່ສຸດ, ໄປຫາແຄມ, ບ່ອນທີ່ການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຂອງຮູບແບບເດັ່ນແມ່ນຕ່ໍາຫຼາຍ.
ການຫຼຸດລົງໃນ waveguide:
ການຫຼຸດຜ່ອນພະລັງງານຂອງ waveguides ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
1. ການສະທ້ອນຈາກຄວາມບໍ່ຕໍ່ເນື່ອງຂອງ waveguide ພາຍໃນຫຼືພາກສ່ວນ waveguide misaligned
2. ການສູນເສຍທີ່ເກີດຈາກກະແສກະແສໄຟຟ້າໃນກໍາແພງ waveguide
3. ການສູນເສຍ Dielectric ໃນ waveguides ເຕັມໄປ
ສອງອັນສຸດທ້າຍແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບການສູນເສຍທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນສາຍ coaxial ແລະທັງສອງຂ້ອນຂ້າງຂ້ອນຂ້າງ.ການສູນເສຍນີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບວັດສະດຸຜະຫນັງແລະຄວາມຫຍາບຄາຍຂອງມັນ, dielectric ທີ່ໃຊ້ແລະຄວາມຖີ່ (ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງຜິວຫນັງ).ສໍາລັບທໍ່ທອງເຫລືອງ, ຂອບເຂດແມ່ນຕັ້ງແຕ່ 4 dB / 100m ຢູ່ 5 GHz ຫາ 12 dB / 100m ຢູ່ 10 GHz, ແຕ່ສໍາລັບທໍ່ອາລູມິນຽມ, ຊ່ວງແມ່ນຕ່ໍາກວ່າ.ສໍາລັບ waveguides ເຄືອບເງິນ, ການສູນເສຍໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນ 8dB/100m ຢູ່ 35 GHz, 30dB/100m ຢູ່ 70 GHz, ແລະໃກ້ກັບ 500 dB/100m ຢູ່ 200 GHz.ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ, ໂດຍສະເພາະໃນຄວາມຖີ່ສູງສຸດ, waveguides ບາງຄັ້ງຖືກ plated (ພາຍໃນ) ດ້ວຍຄໍາຫຼື platinum.
ດັ່ງທີ່ໄດ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນແລ້ວ, waveguide ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຕົວກອງສູງ.ເຖິງແມ່ນວ່າ waveguide ຕົວຂອງມັນເອງແມ່ນເກືອບສູນເສຍ, ຄວາມຖີ່ຕ່ໍາກວ່າຄວາມຖີ່ຂອງການຕັດແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຮຸນແຮງ.ການຫຼຸດຫນ້ອຍລົງນີ້ແມ່ນຍ້ອນການສະທ້ອນຢູ່ໃນປາກ waveguide ແທນທີ່ຈະຂະຫຍາຍພັນ.
ການເຊື່ອມຄື້ນ:
ການເຊື່ອມຄື້ນຄື້ນມັກຈະເກີດຂຶ້ນຜ່ານ flanges ເມື່ອຊິ້ນສ່ວນຫຼືອົງປະກອບຂອງ waveguide ຖືກລວມເຂົ້າກັນ.ຫນ້າທີ່ຂອງ flange ນີ້ແມ່ນເພື່ອຮັບປະກັນການເຊື່ອມຕໍ່ກົນຈັກກ້ຽງແລະຄຸນສົມບັດໄຟຟ້າທີ່ເຫມາະສົມ, ໂດຍສະເພາະລັງສີພາຍນອກຕ່ໍາແລະການສະທ້ອນພາຍໃນຕ່ໍາ.
ແປນ:
Waveguide flanges ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການສື່ສານໄມໂຄເວຟ, ລະບົບ radar, ການສື່ສານດາວທຽມ, ລະບົບເສົາອາກາດ, ແລະອຸປະກອນຫ້ອງທົດລອງໃນການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ.ເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຊື່ອມຕໍ່ພາກສ່ວນ waveguide ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຮັບປະກັນການຮົ່ວໄຫຼແລະການແຊກແຊງໄດ້ຖືກປ້ອງກັນ, ແລະຮັກສາຄວາມສອດຄ່ອງຂອງ waveguide ທີ່ຊັດເຈນເພື່ອຮັບປະກັນການສົ່ງໄຟຟ້າສູງທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ແລະຕໍາແຫນ່ງທີ່ຊັດເຈນຂອງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຄວາມຖີ່.ຄູ່ມືຄື້ນທົ່ວໄປມີ flange ຢູ່ແຕ່ລະປາຍ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 5.
ຮູບ 5 (a) ແປນທໍາມະດາ;(b) ການເຊື່ອມ flange.
ໃນຄວາມຖີ່ຕ່ໍາ, flange ຈະໄດ້ຮັບການ brazed ຫຼື welded ກັບ waveguide, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນ flange butt flatter ຖືກນໍາໃຊ້.ເມື່ອສອງສ່ວນຖືກຕິດກັນ, flanges ແມ່ນ bolted ເຂົ້າກັນ, ແຕ່ປາຍຕ້ອງໄດ້ຮັບການສໍາເລັດຮູບກ້ຽງເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການ discontinuities ໃນການເຊື່ອມຕໍ່.ມັນແນ່ນອນງ່າຍຕໍ່ການຈັດວາງອົງປະກອບຢ່າງຖືກຕ້ອງດ້ວຍການປັບບາງ, ດັ່ງນັ້ນບາງຄັ້ງ waveguides ຂະຫນາດນ້ອຍແມ່ນອຸປະກອນທີ່ມີ flanges threaded ທີ່ສາມາດ screwed ຮ່ວມກັນກັບຫມາກແຫ້ງເປືອກແຂງ.ເມື່ອຄວາມຖີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຂະຫນາດຂອງຄູ່ຄູ່ waveguide ຫຼຸດລົງຕາມທໍາມະຊາດ, ແລະການ discontinuity ຂອງ coupling ກາຍເປັນຂະຫນາດໃຫຍ່ຕາມອັດຕາສ່ວນຂອງ wavelength ຂອງສັນຍານແລະຂະຫນາດ waveguide.ດັ່ງນັ້ນ, ການຢຸດຢູ່ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນກາຍເປັນບັນຫາຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຮູບ 6 (a) ພາກສ່ວນຂ້າມຂອງ coupling choke;(b) ມຸມເບິ່ງທ້າຍຂອງ choke flange
ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ຊ່ອງຫວ່າງຂະຫນາດນ້ອຍສາມາດຖືກປະໄວ້ລະຫວ່າງ waveguides, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 6. choke coupling ປະກອບດ້ວຍ flange ທໍາມະດາແລະ choke flange ເຊື່ອມຕໍ່ກັນ.ເພື່ອຊົດເຊີຍຄວາມຜິດປົກກະຕິທີ່ເປັນໄປໄດ້, ວົງໂຄກເປັນວົງກົມທີ່ມີສ່ວນຕັດຮູບຕົວ L ຖືກໃຊ້ຢູ່ໃນ flange choke ເພື່ອບັນລຸການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ແຫນ້ນກວ່າ.ບໍ່ເຫມືອນກັບ flanges ທໍາມະດາ, choke flanges ແມ່ນຄວາມຖີ່ທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວ, ແຕ່ການອອກແບບທີ່ດີທີ່ສຸດສາມາດຮັບປະກັນແບນວິດທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ (ບາງທີ 10% ຂອງຄວາມຖີ່ສູນກາງ) ທີ່ SWR ບໍ່ເກີນ 1.05.
ເວລາປະກາດ: 15-01-2024
